(57)【要約】【課題】弾性表面波素子において、挿入損失を増大させずに通過帯域外の周波数領域における減衰量を拡大する。【解決手段】複数の単構成素子からなり、単構成素子は、直列腕１７に配置された第１の弾性表面波共振器２１と、第１の弾性表面波共振器２１の入力端子側の並列腕１９および出力端子側の並列腕１９にそれぞれ接続され、第１の弾性表面波共振器２１の共振周波数と一致する反共振周波数を有する第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３と、第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３の基準電位端子側を相互に接続した接続点Ｐ１と基準電位端子１８との間に配置された第１のインダクタンス素子２４とを備え、第１、第２、第３の弾性表面波共振器２１，２２，２３の容量および第１のインダクタンス素子２４によって形成された共振周波数が相互に一致している。【選択図】図２
2006311627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子と出力端子との間に第１の配線部が形成されるとともに前記第１の配線部と基準電位端子との間に複数の第２の配線部が形成され、少なくとも２つの単構成素子を備えた弾性表面波素子であって、
前記単構成素子は、
前記第１の配線部に配置され、所定の共振周波数と反共振周波数を有する第１の弾性表面波共振器と、
前記第１の弾性表面波共振器の入力端子側の前記第２の配線部および出力端子側の前記第２の配線部にそれぞれ接続され、前記第１の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する第２の弾性表面波共振器および第３の弾性表面波共振器と、
前記第２の弾性表面波共振器および第３の弾性表面波共振器の基準電位端子側を相互に接続した接続点と前記基準電位端子との間に配置された第１のインダクタンス素子とを備え、
これらの単構成素子がそれぞれ有する前記第１の弾性表面波共振器の容量、前記第２の弾性表面波共振器の容量、前記第３の弾性表面波共振器の容量および前記第１のインダクタンス素子によって形成された共振周波数が相互に一致している、
ことを特徴とする弾性表面波素子。
【請求項２】
相互に隣接する前記第１の弾性表面波共振器の間、前記入力端子と前記第１の弾性表面波共振器との間、および前記出力端子と前記第１の弾性表面波共振器との間の少なくとも何れか一箇所には第４の弾性表面波共振器が配置されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項３】
相互に隣接する前記第１の弾性表面波共振器の間、前記入力端子と前記第１の弾性表面波共振器との間、および前記出力端子と前記第１の弾性表面波共振器との間の少なくとも何れか一箇所には容量素子が配置されていることを特徴とする請求項１記載の弾性表面波素子。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の弾性表面波素子が搭載されていることを特徴とする弾性表面波装置。
【請求項５】
前記弾性表面波装置は、相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの前記弾性表面波素子が搭載されてこれらの弾性表面波素子の少なくとも一方が請求項１〜３の何れか一項に記載の弾性表面波素子である分波器であることを特徴とする弾性表面波装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基板に形成された複数の弾性表面波共振器からなる弾性表面波素子および弾性表面波装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信機器等における高周波用帯域フィルタとして、複数の弾性表面波共振器（ＳＡＷ共振子）を圧電基板上に形成した弾性表面波素子を搭載した弾性表面波装置が知られている。そして、このような弾性表面波素子には、入力端子と出力端子との間を直列腕とし、この直列腕と基準電位端子との間に複数の並列腕を形成し、これら直列腕と並列腕とに適宜弾性表面波共振器を配置したラダー型回路を構成する弾性表面波素子が知られている。
【０００３】
ラダー型回路を構成した弾性表面波素子では、直列腕に配置された弾性表面波共振器の共振周波数と、並列腕に配置された弾性表面波共振器の反共振周波数とを一致させることにより、一致された周波数付近において入出力インピーダンスを特性インピーダンスと整合させ、それによって通過帯域を構成している。
【０００４】
ところで、帯域フィルタとして用いられる弾性表面波素子は、通過帯域外の周波数領域における減衰量の拡大が強く求められている。
【０００５】
ここで、通過帯域外の周波数領域における減衰量を拡大する手段としては、たとえば次のような技術が知られている。
【０００６】
第１の技術は、直列腕の弾性表面波共振器の静電容量に対して並列腕の弾性表面波共振器の静電容量を大きくする技術である。つまり、図６において、直列腕１１７に接続された弾性表面波共振器１２１の静電容量をＣＳ、並列腕１１９に接続された弾性表面波共振器１２２の静電容量をＣＰとするとき、ＣＰ／ＣＳの値を大きくする技術である。
【０００７】
第２の技術は、特開平５−１８３３８０号公報に開示されているように、図７において、直列腕１１７にインダクタンス１２６を挿入したり、並列腕１１９にインダクタンス１２７を挿入する技術である。
【特許文献１】特開平５−１８３３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
第１の技術によれば、挿入損失の劣化が生じるという問題が生じる。すなわち、図８において、弾性表面波素子が本来的に有している減衰量周波数特性が実線で示すものとした場合、ＣＰ／ＣＳの値を大きくすると、二点鎖線で示すように、減衰量は大きくなるものの、それに伴って挿入損失が劣化してしまうのである。
【０００９】
また、第２の技術によれば、このような問題はない。並列腕および直列腕にインダクタンスを挿入することにより、図８の破線で示すように、減衰極ｆＰが低域側に移動して減衰極ｆＰ'となるので、通過帯域を広くすることができ、また特に通過帯域低域側の減衰量を大きくとることができる。
【００１０】
しかしながら、通過帯域外の周波数領域における減衰量の拡大をより大きくして弾性表面波素子をさらに高性能化しようとした場合、前述した第２の技術で得られる弾性表面波素子の特性でも、なお満足できるものではない。
【００１１】
そこで、本発明は、挿入損失を増大させることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量の拡大を図ることのできる弾性表面波素子および弾性表面波装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る弾性表面波素子は、入力端子と出力端子との間に第１の配線部が形成されるとともに前記第１の配線部と基準電位端子との間に複数の第２の配線部が形成され、少なくとも２つの単構成素子を備えた弾性表面波素子であって、前記単構成素子は、前記第１の配線部に配置され、所定の共振周波数と反共振周波数を有する第１の弾性表面波共振器と、前記第１の弾性表面波共振器の入力端子側の前記第２の配線部および出力端子側の前記第２の配線部にそれぞれ接続され、前記第１の弾性表面波共振器の共振周波数と一致する反共振周波数を有する第２の弾性表面波共振器および第３の弾性表面波共振器と、前記第２の弾性表面波共振器および第３の弾性表面波共振器の基準電位端子側を相互に接続した接続点と前記基準電位端子との間に配置された第１のインダクタンス素子とを備え、これらの単構成素子がそれぞれ有する前記第１の弾性表面波共振器の容量、前記第２の弾性表面波共振器の容量、前記第３の弾性表面波共振器の容量および前記第１のインダクタンス素子によって形成された共振周波数が相互に一致している、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１のインダクタンス素子による減衰極を複数重ね合わせることで、重ね合わせた次数倍の減衰量をとることができるので、挿入損失を増大させることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に増大することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
図１は本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図、図２は本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図、図３は図２の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフ、図４は本発明の他の実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図、図５は図４の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【００１６】
図１に示す弾性表面波装置１０は、電界により弾性表面波を発生したり、この弾性表面波を電気信号に変換する一対の交差指状（櫛の歯状）の電極（図示せず）から構成された弾性表面波共振器が圧電基板上の所定位置に複数配置された弾性表面波素子１１が、単層あるいは複数層からなり所定の配線パターンや回路パターンの形成されたセラミック製や樹脂製の実装基板１２に搭載されたものである。
【００１７】
図示する場合には、弾性表面波素子１１の素子形成面は実装基板１２と対向配置されており、弾性表面波素子１１と実装基板１２とはバンプ１３を介してフリップチップ接続されている。なお、両者はワイヤボンディングによりワイヤ接続してもよい。
【００１８】
ここで、前述した一対の電極の両側には、弾性表面波を増幅する反射器が設けられている。また、圧電基板は、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3や水晶などの圧電単結晶、あるいはチタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのような圧電性セラミックスにより形成されている。但し、絶縁基板上にＺｎＯ薄膜などの圧電薄膜を形成したものを圧電基板として用いてもよい。
【００１９】
そして、実装基板１２には、弾性表面波素子１１を包囲するようにしてキャップ１４が接着されており、弾性表面波素子１１を塵埃や機械的衝撃などから保護している。
【００２０】
このような弾性表面波装置１０に実装された弾性表面波素子１１は、図２に示すように、入力端子１５と出力端子１６との間に直列腕（第１の配線部）１７が形成されている。また、直列腕１７と基準電位端子１８との間には複数の並列腕（第２の配線部）１９が接続されており、このような直列腕１７と並列腕１９とによってラダー型回路が構成されている。
【００２１】
直列腕１７には、所定の共振周波数と反共振周波数を有する２つの第１の弾性表面波共振器（容量素子）２１が相互に直列に配置されている。また、相互に隣接する第１の弾性表面波共振器２１の間には第４の弾性表面波共振器（容量素子）２６が配置されている。
【００２２】
並列腕１９は、入力端子１５と最も入力端子側の第１の弾性表面波共振器２１との間の接続点と基準電位端子１８との間、出力端子１６と最も出力端子側の第１の弾性表面波共振器２１との間の接続点と基準電位端子１８との間、および相互に隣接する２つの第１の弾性表面波共振器２１の間と基準電位端子１８との間に、それぞれの第１の弾性表面波共振器２１に対応して設けられている。なお、それぞれの第１の弾性表面波共振器２１に対応させることから、相互に隣接する２つの第１の弾性表面波共振器２１の間には、２つの並列腕１９が設けられる。
【００２３】
そして、それぞれの第１の弾性表面波共振器２１における入力端子側に位置する並列腕１９には第２の弾性表面波共振器（容量素子）２２が、また、それぞれの第１の弾性表面波共振器２１における出力端子側に位置する並列腕１９には第３の弾性表面波共振器（容量素子）２３が、配置されている。これらの弾性表面波共振器２２，２３は、第１の弾性表面波共振器２１の共振周波数に一致する反共振周波数を有している。
【００２４】
なお、本明細書において「第１の弾性表面波共振器２１の共振周波数に一致する反共振周波数」とは、双方の周波数が厳密に一致していなくてもよく、フィルタなどの所定の機能を発揮し得る程度に一致していれば足りる。
【００２５】
さらに、このような第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３の基準電位端子側を相互に接続した接続点Ｐ１と基準電位端子１８との間には、第１のインダクタンス素子２４が配置されている。
【００２６】
そして、第１の弾性表面波共振器２１、第１の弾性表面波共振器２１に対する入力端子側および出力端子側の並列腕１９にそれぞれ設けられた第２の弾性表面波共振器２２ならびに第３の弾性表面波共振器２３、および前述した接続点Ｐ１と基準電位端子１８との間に設けられた第１のインダクタンス素子２４とで、本明細書にいう単構成素子が構成されている。したがって、図２に示す弾性表面波素子では単構成素子が２つ形成されている。そして、それぞれの単構成素子の共振周波数は相互に一致している。
【００２７】
但し、本発明は、単構成素子が複数、つまり少なくとも２つ形成されていればよく、２つに限定されるものではない。
【００２８】
次に、本実施の形態の弾性表面波素子１１の減衰量周波数特性について、図３を用いて説明する。
【００２９】
ここで、単構成素子が１つだけ形成された弾性表面波素子を考える。
【００３０】
このような弾性表面波素子では、図３に示すように、減衰極ｆＰ、減衰極ｆＳ、減衰極ｆ１および減衰極ｆ２が現れる。ここで、減衰極ｆＰは第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３による共振周波数である。また、減衰極ｆＳは第１の弾性表面波共振器２１による共振周波数である。そして、減衰極ｆ１および減衰極ｆ２は、第１、第２および第３の弾性表面波共振器２１，２２，２３の共振によるものではなく、第１の弾性表面波共振器２１の静電容量および第２の弾性表面波共振器２２の静電容量および第３の弾性表面波共振器２３および第１のインダクタンス素子２４によって形成されるものである。
【００３１】
そして、第１のインダクタンス素子２４は所定の抵抗値を有していることから、単構成素子においては減衰極ｆ１および減衰極ｆ２が十分な減衰量をとることができず、通過帯域の近傍以外では、図３の破線に示すような特性しか得られない。
【００３２】
ここで、本実施の形態に示すような弾性表面波素子１１によれば、複数の第１のインダクタンス素子２４が相互に並列接続されているので、並列接続される単構成素子数をＮとすると、回路系全体としてインダクタンス２４の抵抗値を１／Ｎに低減することができ、すなわち、インダクタンスのＱをＮ倍することができ、図３の実線に示すように、減衰極ｆ１および減衰極ｆ２が十分な減衰量をとることができる。
【００３３】
換言すれば、弾性表面波素子の弾性共振現象によらない単構成素子による減衰極を複数段重ねることで、減衰極ｆ１および減衰極ｆ２に十分な減衰を与えるものである。
【００３４】
したがって、本実施の形態の弾性表面波素子１１によれば、挿入損失を増大させることなく、通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に拡大することが可能になる。
【００３５】
ここで、図４に示すように、それぞれの単構成素子における第１のインダクタンス素子２４基準電位端子側を相互に接続した接続点Ｐ２と基準電位端子１８との間には、さらに第２のインダクタンス素子２５を配置することができる。
【００３６】
このようにすれば、図５に示すように、第２のインダクタンス素子２５により減衰極ｆＬＰが現れる。そして、この減衰極ｆＬＰにより通過帯域外の周波数領域における減衰量を拡大することができるので、第１のインダクタンス素子２４のインダクタンス値が小さくても十分な減衰量が得られることになる。
【００３７】
第１のインダクタンス素子２４に対して十分に大きなインダクタンス値をもたせることは回路製作上において困難な場合があるので、このような第２のインダクタンス素子２５を挿入することにより、回路製作が容易になって実装性の向上を図ることが可能になる。
【００３８】
なお、以上説明した本実施の形態において、第１の弾性表面波共振器２１は直列腕１７に２つ配置され、第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３はそれぞれの第１の弾性表面波共振器２１に対応してそれぞれの並列腕１９に１つずつ配置されている（図２、図４参照）が、第１の弾性表面波共振器２１を３つ以上を直列に配置し、第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３をこれらの第１の弾性表面波共振器２１に対応して各並列腕１９に配置することもできる。
【００３９】
但し、挿入損失を増大させることなく通過帯域外の周波数領域における減衰量を大幅に拡大することが可能になる等の前述した作用効果は、本実施の形態のように第１の弾性表面波共振器２１を直列腕１７に２つ配置し、各第１の弾性表面波共振器２１に対して並列腕１９に第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３を配置した場合にも達成される。したがって、弾性表面波素子１１の表面積を小さくして小型化を図るという観点からすると、本実施の形態で示した図２や図４に示すように、第１の弾性表面波共振器２１、第２の弾性表面波共振器２２および第３の弾性表面波共振器２３をそれぞれ２つずつ用いるレイアウト、つまり単構成素子を２つ形成したレイアウトを採用するのが望ましい。
【００４０】
また、以上に説明においては、本発明をラダー型回路に適用した場合が示されているが、このようなラダー型回路に限定されるものではない。
【００４１】
さらに、本実施の形態のように、フィルタ段数を追加するために、相互に隣接する第１の弾性表面波共振器２１の間に第４の弾性表面波共振器２６を設けたり、単構成素子の共振周波数を調整するために、相互に隣接する第１の弾性表面波共振器２１の間に容量素子を接続しても同様の効果が得られる。なお、第４の弾性表面波共振器２６や容量素子は入力端子１５と第１の弾性表面波共振器２１との間、あるいは出力端子１６と第１の弾性表面波共振器２１との間に配置してもよく、これらの間の何れか一箇所以上に配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上の説明においては、弾性表面波素子が一個搭載された弾性表面波装置が示されているが、たとえば相互に異なる帯域中心周波数を有する２つの弾性表面波素子を搭載した分波器に適用するなど、あるいはフィルタ以外の種々の分野に適用するなど、本発明は弾性表面波素子が１個あるいは複数個搭載された種々の弾性表面波装置に適用することが可能である。なお、分波器に適用した場合、何れか一方を、以上説明した弾性表面波素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態である弾性表面波素子がパッケージ化された弾性表面波装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【図３】図２の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【図４】本発明の他の実施の形態である弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【図５】図４の弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【図６】第１の技術による弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【図７】第２の技術による弾性表面波素子の等価回路を示す回路図である。
【図８】第１および第２の技術による弾性表面波素子における減衰量周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０  弾性表面波装置
１１  弾性表面波素子
１２  実装基板
１３  バンプ
１４  キャップ
１５  入力端子
１６  出力端子
１７  直列腕（第１の配線部）
１８  基準電位端子
１９  並列腕（第２の配線部）
２１  第１の弾性表面波共振器
２２  第２の弾性表面波共振器
２３  第３の弾性表面波共振器
２４  第１のインダクタンス素子
２５  第２のインダクタンス素子
２６  第４の弾性表面波共振器
１１７  直列腕
１１９  並列腕
１２１  弾性表面波共振器
１２２  弾性表面波共振器
１２６  インダクタンス
１２７  インダクタンス
Ｐ１  接続点
Ｐ２  接続点
【図１】
2006311627.tif 000003
【図２】
2006311627.tif 000004
【図３】
2006311627.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006311627.tif 000007
【図６】
2006311627.tif 000008
【図７】
2006311627.tif 000009
【図８】
2006311627.tif 000010